专利名称：用于将元件与电路选择性连接的气动开关装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及可以气动方式操作的开关，更具体地涉及可以气动方式操作的开关组件，用于可选择地遮断电路中的电气元件，而无需将电路断电或者提供用于辐射放出的替代通路。
背景技术：
早先，在电子产品的设计周期中，重要的是检验用于适当功能的特定关键信号的信号完整性，并测定从该产品发出的电磁辐射，以确保符合法定授权要求。在这些测定过程中，可改变串联和并联的端子和滤波元件的值，来提高信号操作并改善发出的辐射轮廓。在辐射调试以鉴别冒犯信号或者信号的组合期间，独立或者另外地除去端子元件并将它们增加回去也是有用的。目前，这借助手工焊接操作通过物理方式除去并替换这些元件来进行。这种方法的一个严重缺陷是切断系统、把其分开、重新组装以及重新启动所需的时间。这种方法的每次重复对于任何产品来说都很耗时，在一些情况下可能花费数小时。除了这一点以外，任何产品的辐射轮廓可简单地通过产品的组装和拆卸而改变，这增加了这种试验过程的不期望的变化。
发明内容
如图及描述所示，本发明提供了借助气动开关的致动改变多个元件以及在不同元件值或类型之间遥控转换的部件。本发明的主要优点在于能够改变元件而无需切断产品的电源的能力以及可在不同元件值之间遥控转换而无需拆卸产品的能力。注意，如果需要，还可将元件从电路中交换出。选择使用空气压力来代替电开关是因为，致动开关所需的电线可能增加辐射放出壳体的路径，这会使测定复杂化。
应当理解，对于这种应用，空气或者气动开关可能是最好的选择，但是磁、电等开关的替代方法也可用于这种应用，由此切换入的元件可由电路本身控制而使值发生改变，以选择或者优化电路。还应理解，在这种情况下，挑选电阻器来选择电路的振荡特性的最小化，由此电容器、二极管、电磁干扰(EMI)滤波器、感应器、结晶体、铁素体表面安装部件或者多种电路设备中的任何一种可切换入电路或切换出电路，以用于调试或者用于电路最佳部件的自选。
本发明包括焊接到典型表面安装焊盘的组件。该组件与能够将两个表面安装元件保持在与双刀双掷气动开关连接的弹簧触点中的两个插座配合。如显示和描述的那样，这种开关构造为保持与一个元件连接的正常闭合状态，然后正气压使得切换到另一个元件，允许两种操作状态而无需负气压。该开关还可被构造成始终保持打开状态，通过使用正或者负气压从一个元件切换到另一个元件，以实现三种操作状态。所描述的实施方式显示了能够允许许多这些开关组件被并排设置于印刷电路板上的构造，正如当制造限制所能允许的那样接近设置时典型的端子元件所能够的设置。
图1是本发明的气动开关的放大的外部视图，包括安装在由设备支撑的插座中的元件。
图2显示了设置于开关壳体中的管状壳体和支撑于其上形成元件插座的弹簧触点。
图3是封闭于开关壳体中的叶片和部分固定到叶片的平面导体的视图。
图4是沿着图3的线4-4截取的剖视图，显示出由叶片的每个主表面支撑并位于其上的凸出触点。
图5是显示出开关的导电元件的横向分解视图。
图6是倒转的部分组件，包括图3和5的元件，显示出能够进行开关操作的结构。
图7示出了气动开关的应用，显示出一触排开关，所述开关被独立地控制成选择性地并交替地将元件插入电路板。
具体实施例方式
图1示出了本发明的气动开关10。壳体11在一端支撑一对触点12和13，所述触点12和13与位于电路板或者元件连接到其上的其他电环境上的元件安装位置处的端子电连接。两个表面安装元件14和15安装在壳体11中的插座中，位于与支撑触点12和13相对的端部上的管16与气源连接，以便致动开关，从而使元件可选择地与触点12和13串联连接。
如显示和描述的那样，所述开关旨在用于表面安装位置处的表面安装元件的替代。表面安装元件14和15的典型长度约为3mm。如所示的，放大了为了说明的目的显示的视图。开关可被用于可选择地连接表面安装位置处的插座安装元件14和15，或者开关触点12和13可被连接到已经安装在所述位置处的元件的端子上，以便与在该位置处的元件并联地可选择地连接开关安装元件。
图2显示了支撑于壳体11中的管状气室18，所述管状气室18既用于支撑形成元件插座的元件，也用于限定穿过壳体的开关致动气流。大致为U形的金属导体20和21形成插座23并分别具体凸缘部分22，用作支撑于管状气室18上的弹簧夹。插座23通过夹持元件的电终端部分来容纳并夹持插入到电路中的元件。U形的导体24和25以及弹簧夹凸缘部分26形成与选择性地插入到电路中的第二元件电连接的元件容纳和夹持插座27。如下所述，这些插座可选地与触点12和13电连接。管状气室18还用作限制开关致动气流的导管，该气流经端部开口28被引入，穿过管状气室的全长到达与相对的气室端相邻的排气口29。输送管16进入壳体11并终止于气室开口28。
图3和4示出了可以气动方式移位，以便可选择地将元件切换入电路中的叶片。图5显示了气动开关的电导体部分，图6是图3到图5的叶片和导体部分的倒转组件。
如图3所示，叶片30是平面的弹性的非导电构件，具有折弯的末端部分31。平面导体32和33沿着叶片表面34固定。导体32一端具有凸出的电触点36，相对的一端终止于触点12处。同样地，导体33从在一端的凸出的触点37延伸出，到达在相对的一端的触点13。导体32和33大体上共面，并分别与触点12和13连接。叶片30支撑于管状气室18中。如图2所示，导体32延伸穿过气室18的顶壁，导体33延伸穿过气室18的底壁。导体32和33与气室壁部分的接合将叶片组件支撑于气室中。叶片30由绝缘材料(例如聚脂薄膜)形成，导体32和33为铍铜，以当经过气室开口28供给的空气接触到叶片折弯的末端部分31时能使弹性叶片组件弯曲。如图4的剖视图所示，叶片30具有位于凸出的触点36和37下方的开口，该开口能使在叶片的相对表面的圆形触点40、41分别被连接到导体32和33。
图5是气动开关的电导体部分的横向分解视图。插座23具有分别从U形导体20和21延伸的刚性导体42和43，其中每个导体42和43具有朝向粘附于叶片30的导体32和33上的触点36和37(图3)中的一个的接触表面(不可见)。同样地，插座27具有分别从U形导体24和25延伸的刚性导体44和45，导体44和45具有分别朝向叶片30上的触点40和41(图4)的凸出的圆形触点46和47。
从图5中看得最清楚，从导体21经过导体43和导体32到触点12的电路与从导体24经过导体44和导体32到触点12的电路长度相同。同样地，从导体20经过导体42和导体33到触点13的电路与从导体25经过导体45和导体33到触点13的电路长度相同。因此，对于与开关相连的插座23或者27中的元件，电导线的长度保持相同。
图6中的气动开关的倒转的部分组件含有包括于图3到图5中的元件并示出了开关的操作。叶片30通常由叶片的弯曲部分和导体32、33沿着一个方向偏置，从而闭合导体32和43以及导体33和42之间的触点。安装在插座23中导体20和21之间的元件然后与触点12和13串联连接。当气流经过管16被引入并接触叶片30的折弯的端部31时，叶片偏转成与插座23脱离电接合而与在导体24和25中支撑元件的插座27电连接。触点13现在经过朝向触点41(图4)和47的导体33以及导体45与U形导体25连接。另一个触点12同时经过朝向触点40(图4)和46(图5)的导体32和导体44与U形导体24连接。
图7示出了上面显示和描述的气动开关的应用。在该环境中，六开关的触排50与板51上的元件位置连接，其中每个开关经集管54中的手动控制的阀通过毛细管53与气流源55连接。独立手动控制器57能够接通或者断开通过各个毛细管的气体供应，以便控制在每个位置处引入哪个元件。如前所述，触排50的开关可与形成元件安装位置的元件安装焊盘58连接，或者与已经安装在位置处的元件60的端子59连接，从而使由开关插入的元件与该位置处的元件并联地安装。
如图7中所示，可采用多个气动开关，以允许多个元件成分的并发操作。其他方面的应用的代表是并发交换入或者交换出安装在单个开关上的两个元件，使得能够在单个步骤中使用波形发生器将脉冲气源供给到气动开关以便同时产生代表两个元件中的每一个的各自应用的曲线，从而最优化。
出于解释和描述的目的，已经给出了本发明的实施方式的前述描述。但这并不是想将本发明穷尽或者限制为公开的精确形式。作为建议或者其他，许多修改和变化根据本发明的教导都是可能的。本发明的范围不由所述描述和解释限制，而是由所附的权利要求书来限定。
权利要求
1.一种气动开关装置，用于选择性地将元件在元件安装位置处与电路连接，包括壳体；第一对触点，安装在所述壳体上并间隔开，以便能够与所述电路上的所述元件安装位置接合；位于所述壳体中的弹性叶片；连接到所述第一对触点并分别从它们延伸的平面导体部件，其沿着所述叶片固定并分别与支撑于所述叶片上的第二对触点连接；所述平面导体部件为所述弹性叶片提供悬臂支撑；支撑于所述壳体中的第三对触点，它们通常与所述第二对触点分别成对准、隔开关系；与所述第三对触点电连接的第一电气元件；和延伸到所述壳体中的可选择性地进行操作的空气输送部件，其出口朝向所述弹性叶片的远端，以使所述叶片偏转，当所述空气输送部件输送空气时，使所述第二对触点分别与所述第三对触点接合，从而所述第一电气元件与所述第一对触点连接。
2.如权利要求1所述的气动开关装置，其中所述悬臂式弹性叶片具有折弯的末端部分，所述可选择性地进行操作的空气输送部件的出口与弹性叶片大致对准并共轴，由此沿着所述弹性叶片的主要部分的轴线的方向的气流冲击在折弯的末端部分上，引起所述叶片弯曲。
3.如权利要求1所述的气动开关装置，其中所述第二对触点的每一个在所述弹性叶片的每一侧具有对准的触点表面，并且该装置还包括支撑于所述壳体中分别与所述第二对触点对准的第四对触点；第二电气元件与所述第四对触点电连接；通常沿着一个方向偏置所述弹性叶片以使所述第二对触点分别与所述第四对触点接合的部件；由此所述第二电气元件通常与所述第一对触点连接，以及所述可选择性地进行操作的空气输送部件的致动使所述第二电气元件与所述第一对触点脱离连接，并且使所述第一电气元件与所述第一对触点连接。
4.如权利要求3所述的气动开关装置，其中所述第一电气元件和所述第三对触点之间的电连接在长度上分别与所述第二电气元件和所述第四对触点之间的电连接相等。
5.一种气动开关装置，用于选择性地将元件在元件安装位置处与电设备连接，包括壳体；第一和第二外部触点，安装在所述壳体上并间隔开一定距离，以便能够与电设备上的元件安装位置接合；第一和第二插座部件，安装在所述壳体上，用于可释放地安装电气元件；开关部件，可在第一位置和第二位置之间运动，在所述第一位置中安装于所述第一插座部件中的元件与所述第一和第二外部触点电连接，在所述第二位置中安装在所述第二插座部件中的元件与所述第一和第二外部触点电连接；和可选择性地进行操作的气动部件，用于将所述开关部件从所述第一位置运动到所述第二位置。
6.如权利要求5所述的气动开关装置，其中所述开关部件包括弹性叶片和由所述叶片支撑并分别与所述第一和第二外部触点连接的一对衔铁触点，所述气动部件可操作为供应气流，该气流引起所述弹性叶片的弯曲，从而使所述开关部件从所述第一位置运动到所述第二位置。
7.如权利要求6所述的气动开关装置，其中所述弹性叶片通常向着所述开关部件的第一位置偏置，并可通过所述气动部件的致动运动到所述开关部件的第二位置。
8.如权利要求6所述的气动开关装置，其中所述衔铁触点的每一个在所述弹性叶片的每一侧具有触点表面，并且所述装置还包括第一对连接器元件，在一端连接到所述第一插座部件，并分别具有朝向所述衔铁触点并与之对准的邻近相对末端的触点；和第二对连接器元件，在一端连接到所述第二插座部件，并分别具有朝向所述衔铁触点并与之对准的邻近相对末端的触点。
9.如权利要求8所述的气动开关装置，其中所述第一对连接器元件被设置在所述弹性叶片的一侧，所述第二对连接器元件被设置在所述弹性叶片的与所述一侧相对的一侧。
10.如权利要求9所述的气动开关装置，其中从所述第一插座部件到位于所述第一对连接器元件的相对末端处的所述触点的电路路径的长度分别与从所述第二插座部件到位于所述第二对连接器元件的相对末端处的所述触点的电路路径的长度相等，由此所述第一和第二插座部件可通过相同长度的电路选择性地连接到所述第一和第二外部触点。
全文摘要
一种气动开关，包括壳体，该壳体具有间隔开的外部触点，以接合例如电路板的设备上的元件安装位置。一对元件支撑于开关壳体上。弯曲安装的衔铁或叶片沿着一个方向偏置，以将一对串联安装的元件中的一个与壳体外部触点电连接，同时流动到开关的气流将叶片移动成使一对串联元件中的另一个与外部触点电连接。一对元件中的每一个和外部触点之间的电导线长度相等。开关外部触点还可在电路位置处与元件的端子接合，以可选择地与现有元件并联地插入安装的元件。
文档编号H01H35/24GK1963968SQ200610136659
公开日2007年5月16日 申请日期2006年11月9日 优先权日2005年11月10日
发明者丹尼斯·詹姆斯·沃思, 唐·艾伦·吉利兰 申请人:国际商业机器公司